Нагревательный узел парового утюга Российский патент 2024 года по МПК D06F75/18 

Область техники, к которой относится предлагаемое изобретение

Изобретение относится к нагревательному узлу парового утюга, оснащенного встроенным клапанным узлом, обеспечивающим повышение эффективности очистки нагревательной пластины и, следовательно, продление срока ее службы.

Кроме того, изобретение относится к способу очистки нагревательной пластины утюга, позволяющему эффективно удалять возможные корки и остатки известковой накипи без риска засорить отверстия для выхода пара.

Предпосылки создания предлагаемого изобретения

Известны утюги, содержащие нагревательный узел, снабженный нагревательной пластиной, образующей паровую камеру, в которую впрыскивается вода, превращающаяся при контакте с нагревательной пластиной в пар, выходящий через отверстия, выполненные в нижней поверхности нагревательной пластины.

Одним из недостатков известных утюгов является то, что, поскольку впрыскиваемая в паровую камеру вода имеет комнатную температуру, внутри паровой камеры могут образовываться накипь и отложения, блокирующие проходы и/или отверстия, из которых выходит пар, препятствуя паровой функции утюга.

По этой причине, особенно когда вода богата известью, сокращается срок службы утюга или, во всяком случае, чаще требуется техническое обслуживание.

Поэтому для продления срока службы нагревательных узлов утюгов предусмотрен процесс промывки и очистки, позволяющий удалить, хотя бы частично, отложения извести и/или минералов, которые в зависимости от типа воды, используемой для производства пара, может откладываться внутри гидравлического контура самой пластины.

Например, известны решения по очистке нагревательного узла, предусматривающие цикл промывки, возможно, связанный с тепловыми ударами, когда вода вводится в нагревательный узел и выходит через те же отверстия, через которые обычно выходит пар, для промывки и удаления накипи и минеральных отложений.

Известны также решения, предусматривающие в задней зоне пробку, способную хотя бы частично открывать паровую камеру и улучшающую очистку и снабженную широким отверстием для оттока воды, используемой в цикле очистки, и удаления частиц, избегая риска засорения отверстий для выхода пара на стадии очистки.

В патенте США 3,747,241 описан паровой утюг, оснащенный системой самоочистки, включающей большое отверстие, выполненное в соответствии с резервуаром для воды, соединенный с клапаном, обеспечивающим быстрое опорожнение.

Одной из целей изобретения является создание нагревательного узла для утюга, который позволяет повысить эффективность очистки паровой камеры, снижая риск закупоривания отверстий для выпуска пара при очистке.

Другая цель изобретения состоит в создании нагревательного узла для утюга, позволяющего быстро и эффективно выполнять техническое обслуживание и очистку.

Еще одна цель изобретение состоит в создании нагревательного узла для утюга, позволяющего получить высокую скорость истечения воды, растворенных в ней частиц и возможного пара из паровой камеры, сводя к минимуму время очистки нагревательного узла.

Еще одной целью изобретения является создание более эффективного и быстрого способа очистки нагревательного узла.

Заявитель разработал, испытал и осуществил изобретение, чтобы преодолеть недостатки уровня техники и достичь эти и другие цели и преимущества.

Краткое описание изобретения

Изобретение описано и охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения описывают другие характеристики изобретения или варианты основной идеи изобретения.

В соответствии с вышеуказанными целями предлагаемое изобретение относится к нагревательному узлу для утюга, содержащему нагреватель и верхнюю закрывающую крышку, которые заключают внутри себя паровую камеру, в которой образуется пар.

В закрывающей крышке предусмотрено входное отверстие для воды, через которое вода впрыскивается в паровую камеру.

Нагревательный узел содержит парораспределительную камеру, сообщенную с паровой камерой каналами для пара и ограничена в нижней части гладильной подошвой, в которой выполнены отверстия для выхода пара.

В одном аспекте изобретения нагревательный узел содержит встроенный клапанный узел, обеспечивающий оптимизацию очистки самой нагревательной пластины. В частности, клапанный узел позволяет снизить риск закупорки отверстий и каналов для выхода пара при проведении очистки, а также сократить время, необходимое для самой очистки.

Клапанный узел может выборочно открывать и закрывать выпускное отверстие, предусмотренное в паровой камере, чтобы обеспечить выпуск воды непосредственно из него в распределительную камеру без прохождения воды через каналы, сообщающие паровую камеру с распределительной камерой.

Благодаря встроенному в нагревательный узел клапанному узлу можно выполнять цикл очистки просто и эффективно без необходимости удаления из утюга какого-либо компонента, например, пробки или коллектора.

В некоторых вариантах клапанный узел имеет неподвижный корпус клапана и корпус затвора, подвижный относительно корпуса клапана и выпускного отверстия, обеспечивая открытие и закрытие последнего.

В некоторых вариантах затвор содержит шток, расположенный на нижнем конце затворной части, ширина которой больше диаметра штока.

Шток затвора выполнен с возможностью перемещаться в осевом направлении, скользя в направляющей корпуса клапана, относительно самого корпуса клапана. Затворная часть выполнена с возможностью воздействовать на одну сторону или нижнюю поверхность выпускного отверстия, определяя его открытие и закрытие.

Затворная часть может непосредственно взаимодействовать с нижней поверхностью стенки, ограничивающей паровую камеру и парораспределительную камеру.

В режиме глажки с паром затворная часть перекрывает выпускное отверстие, так что образуемый пар через каналы направляется к распределительной камере и выходит через отверстия, выполненные в подошве.

В режиме очистки клапанный узел приводится в действие так, чтобы открыть выпускное отверстие, и чтобы вода, вводимая в паровую камеру, могла протекать непосредственно через него. В некоторых вариантах на подошве предусмотрены также сквозные отверстия, расположенные в соответствии с выпускным отверстием и клапанным узлом, так что при очистке, когда клапанный узел приводится в действие, вода выпускаться непосредственно через них, не проходя через отверстия, предназначенные для прохождения пара.

При таком решении предотвращается закупорка отверстий, предназначенных для прохождения пара, остатками извести, увлекаемыми чистящей водой, чтобы они не снижали эффективность работы утюга.

При очистке нагревательную пластину можно расположить наклонно, чтобы выпускное отверстие было ниже, чем область входа воды, таким образом облегчая выход введенной при очистке воды и растворенных в ней частиц и остатков извести, используя силу тяжести.

Изобретение относится также к способу очистки нагревательного узла утюга, предусматривающему впрыск воды в паровую камеру и приведение в действие клапанного узла для выборочного открытия выпускного отверстия, предусмотренного в паровой камере для удаления воды и возможных частиц и остатков извести из паровой камеры без прохождения через каналы, предназначенные для прохождения пара.

Эти и другие аспекты, признаки и преимущества изобретения будут лучше поняты из последующего описания со ссылками на прилагаемые графические материалы (чертежи) и формулу изобретения. На чертежах, которые составляют неотъемлемую часть настоящего описания, проиллюстрирован один вариант осуществления изобретения, и они вместе с описанием предназначены для раскрытия принципов изобретения.

Краткое описание прилагаемых графических материалов

Эти и другие признаки изобретения станут очевидными из последующего описания некоторых вариантов его осуществления, приводимых в качестве неограничивающих примеров со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 на виде сверху изображен нагревательный узел со встроенным клапанным узлом согласно некоторым описанным здесь вариантам.

На фиг. 2 нагревательный узел, изображённый на фиг. 1, представлен в разрезе по II-II.

На фиг. 3а в увеличенном масштабе изображена часть фиг. 2, при этом клапанный узел находится в закрытом рабочем положении.

На фиг. 3b в увеличенном масштабе изображена часть фиг. 2, при этом клапанный узел находится в открытом рабочем положении.

На фиг. 4 на виде сверху изображен нагревательный узел по некоторым описываемым здесь вариантам без верхней закрывающей крышки.

На фиг. 5 нагревательный узел, изображенный на фиг. 1, изображен на виде снизу.

Для облегчения понимания идентичные общие элементы на чертежах обозначены, где возможно, одними и теми же ссылочными обозначениями. Понятно, что элементы и признаки одного варианта могут быть включены в другие варианты без дополнительных пояснений.

Подробное описание предлагаемого изобретения

Далее подробно рассматриваются различные варианты осуществления изобретения, один или несколько из которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. Каждый вариант представлен для иллюстрации изобретения и не должен рассматриваться как его ограничение. Признаки, показанные или описанные в той мере, в какой они являются частью одного варианта, могут быть адаптированы к другим вариантам или сочетаться с ними для создания еще одного варианта. Понятно, что объем изобретения включает все такие модификации и варианты.

Варианты, описываемые со ссылками на чертежи с фиг. 1 по фиг. 4, относятся к нагревательному узлу 10 для парового утюга, в частности для утюга «холодного» типа, то есть такого, в котором пар образуется внутри самого нагревательного узла 10.

Нагревательный узел 10 содержит нагреватель 12 и закрывающую верхнюю крышку 13, которые образуют паровую камеру 19.

Верхняя крышка 13 имеет входное отверстие 14 для воды, во время работы соединенное с инжекционным каналом (не показан), через который вода подается в паровую камеру 19.

При контакте с горячей стенкой нагревателя 12, образующего нижнюю стенку 30 паровой камеры 19, вода превращается в пар .

Вода вступает в контакт со стенкой 30 в соответствии с входной зоной 14А для воды в положении, соответствующем входному отверстию 14 для воды, и наклону утюга, предусмотренному нагревательным узлом 10.

Паровая камера 19 может быть выполнена с изменяемой геометрией для максимального испарения воды, поступающей через входное отверстие 14.

Нижняя поверхность нагревательного узла 10 ограничена также подошвой 11, которая образует контактную поверхность между нагревательным узлом 10 и изделиями, подлежащими глажке.

В подошве 11 выполнены отверстия 26 для выхода пара.

Нагреватель 12 и подошва 11 образуют парораспределительную камеру 28, которая сообщена с паровой камерой 19 каналами для прохождения пара (не показаны). Таким образом, пар, образующийся в паровой камере 19, направляется к распределительной камере 28, в которой он распределяется таким образом, чтобы обеспечить равномерную подачу пара через отверстия 26.

В одном аспекте изобретения паровая камера 19 содержит также по меньшей мере одно выпускное отверстие 17, выполненное с возможностью выпускать воду непосредственно из паровой камеры 19 в распределительную камеру 28 отдельно от каналов для пара.

В одном из предпочтительных вариантов паровая камера 19 имеет продольную форму, в которой область 14А входа воды расположена на одном конце, а по меньшей мере одно выпускное отверстие 17 расположено вблизи противоположного конца.

Таким образом, в нагревателе 12 может быть выполнено одно или более выпускных отверстий 17, которые могут быть расположены более или менее близко к концу паровой камеры 19 в зависимости от ее формы.

В некоторых вариантах нагревательный узел 10 содержит встроенный клапанный узел 20.

Клапанный узел 20 может выборочно открывать и закрывать выпускное отверстие 17 и обеспечивать прямой выпуск воды из паровой камеры 19 в распределительную камеру 28.

В некоторых вариантах клапанный узел 20 содержит корпус 25 клапана, закрепленный по отношению к нагревателю 12, и корпус 21 затвора, подвижный в осевом направлении относительно корпуса 25 клапана и выпускного отверстия 17.

В некоторых вариантах корпус 21 затвора относится к типу тарельчатого клапана, который имеет выгодные характеристики эффективности, практичности и стоимости по сравнению с другими затворными устройствами.

Корпус 21 затвора может содержать шток 22 и грибовидную или зонтикообразную затворную часть 23, предусмотренную в соответствии с ее нижним концом, обращенным во время работы к подошве 11.

Затворная часть 23 воздействует на выпускное отверстие 17, определяя его открытие и закрытие, соответственно удаляясь и приближаясь к стенке 30, ограничивающей паровую камеру 19 и распределительную камеру 28.

Чтобы гарантировать герметичное закрытие выпускного отверстия 17 при обычной глажке, площадь затворной части 23 не меньше, а предпочтительно больше площади выпускного отверстия 17.

Ширина затворной части 23 равна примерно трехкратному диаметру штока 22. При таком решении можно получить в нагревателе 12 выпускное отверстие 17 с диаметром, превышающим диаметр штока 22, например, вдвое.

Использование штока 22 меньшего, чем у выпускного отверстия 17 размера позволяет оптимизировать скорость истечения из паровой камеры 19 воды, растворенных в ней частиц и возможного пара, образующегося при очистке утюга, что сокращает время, необходимое для этой операции.

В некоторых вариантах подошва 11 в зоне, расположенной в соответствии с выпускным отверстием 17, снабжена отверстиями 27 для воды, имеющими размеры предпочтительно больше, чем отверстия 26 для выхода пара (см. фиг. 5). При таком решении во время работы вода, выпускаемая из выпускного отверстия 17, может выходить через отверстия 27 для воды, не проходя через отверстия 26 для пара, что предотвращает риск их закупорки.

Шток 22 скользит в направляющей корпуса 25 клапана, который может быть установлен с помощью средств крепления, например, винтов на верхнюю поверхность верхней закрывающей крышки 13.

В другом варианте корпус клапана(-ов) 25 может быть встроен в верхнюю закрывающуюся крышку 13.

В некоторых вариантах затворная часть 23 имеет внешний край 29, наклоненный под углом α к оси клапана, имеющего расширяющуюся по направлению к нижнему концу форму.

В некоторых вариантах угол наклона α составляет от 30° до 60°, например около 45°.

В других вариантах угол наклона α варьируется от 0° до теоретического максимального предела 90°.

В некоторых вариантах для получения оптимального уплотнения клапанного узла 20 стенка 30 имеет на своей нижней стороне гнездо 24, выполненное с возможностью размещения затворной части 23 в положении, в котором клапанный узел 20 закрыт.

В некоторых вариантах боковые стенки гнездаа имеют угол наклона, соответствующий углу наклона внешнего края 29, чтобы создать с его помощью широкую уплотняющую поверхность.

В некоторых вариантах гнездо 24 имеет глубину, соответствующую высоте затворной части 23, так что в закрытом состоянии нижняя поверхность 16 затворной части 23 расположена точно заподлицо с нижней поверхностью стенки 30.

Как можно видеть на фиг. 3а, в режим обычной работы (глажка с паром) затворная часть 23 перекрывает выпускное отверстие 17, располагаясь внутри гнезда 24, так что образующийся пар выходит через каналы для прохождения пара и отверстия 26 в подошве 11.

В некоторых вариантах закрытие выпускного отверстия 17 происходит за счет контакта между затворной частью 23, которая также может быть снабжена одной или несколькими прокладками (не показаны), и нижней поверхностью 18 гнезда 24 клапана, выполненного в стенке 12.

При техническом обслуживании и очистке нагревательного узла 10 шток 22 приводят в движение в осевом направлении таким образом, что затворная часть 23 отходит от выпускного отверстия 17 и от гнезда 24. В этом состоянии предпочтение оказывается прохождению воды, растворенных в ней частиц и возможного пара, образуемого паровой камерой 19, в распределительную камеру 28 и специальные отверстия 27 для выпуска воды, выполненные в подошве 11, что ограничивает риск выхода некоторых частиц через отверстия 26 для выхода пара с закупоркой последних. На фиг. 3а и фиг. 3b, можно видеть разное положение штока 22 и затворной части 23 соответственно в закрытом и открытом положениях, причем в закрытом положении расстояние D между одной внутренней поверхностью 15 подошвы 11 и нижней поверхностью 16 затворной части 23 максимально, а в открытом положении это расстояние D равно нулю, обеспечивая максимальный проход через выпускное отверстие 17.

В других вариантах, в зависимости от формы паровой камеры 19, распределительной камеры 28 и хода штока тарельчатого клапана 22, расстояние D в открытом положении больше нуля, т. е. расстояние между внутренней поверхностью 15 подошвы 11 и нижней поверхностью 16 затворной части 23 отлично от нуля, но минимально, во всяком случае, оно обеспечивает максимальную площадь прохода через выпускное отверстие 17.

Как описывалось выше, в соответствии с расположением выпускного отверстия(-ий) 17, возможно, что при очистке утюг будет располагаться на наклонной плоскости, чтобы выпускное отверстие(-ия) 17 стало ниже области 14А входа воды, чтобы использовать силу тяжести для облегчения выхода воды, введенной при очистке, а также, что представляет преимущество, растворенных в ней частиц.

В других вариантах затвор 21 выполнен с нижним концом 23 различной формы, например цилиндрической или усеченно-конической. Соответствующее гнездо 24, выполненное в нагревателе 12, будет иметь нижнюю поверхность 18 выпускного отверстия 17, сопрягающуюся по форме с затворной частью 23 затвора 21, которая опирается на нее, получая уплотнение в закрытом положении клапана или при нормальной работе утюга.

В других вариантах гнездо 24 в нагревателе 12 отсутствует, а имеется только выпускное отверстие 17, так что в закрытом положении клапана затворная часть 23 контактирует с верхней поверхностью распределительной камеры 28 посредством подходящих уплотнительных прокладок, расположенных на верхней поверхности затворной части 23.

В других вариантах затвор 21 имеет по существу цилиндрическую форму с постоянным диаметром по длине, снабженную вогнутостью или выемкой, выполненной в соответствии с ее нижней частью. Для обеспечения предпочтительного прохождения воды, растворенных в ней частиц и возможного пара через выпускное отверстие 17 при очистке, затвор 21 может быть перемещен так, чтобы расположить вогнутость или выемку в соответствии с самим выпускным отверстием 17, образуя, таким образом, канал для прохождения воды. В закрытом положении затвор 21 гарантирует герметичность выпускного отверстия 17 за счет соответствующих прокладок, размещенных на самом затворе.

Ясно, что в нагревательном узле 10 и в клапанном узле 20 могут быть выполнены модификации и/или добавления деталей, как описано выше, без выхода за пределы объема изобретения.

Ясно также, что, хотя изобретение было описано со ссылками на некоторые конкретные варианты, специалист без труда сможет разработать многие другие эквивалентные формы нагревательного узла 10 и клапанного узла 20, а также способа очистки нагревательного узла 10, имеющего признаки, изложенные в формуле изобретения, и, следовательно, входящие в объем охраны, определенный ею.

В прилагаемой формуле изобретения ссылки в скобках предназначены только для облегчения чтения, они не должны рассматриваться как ограничивающие в отношении объема охраны определяемого конкретными пунктами формулы изобретения.

Предлагаемый нагревательный узел для парового утюга содержит подошву (11), в которой выполнены отверстия (26) для выхода пара, нагреватель (12), верхнюю закрывающую крышку (13), снабженную входом (14) для воды, паровую камеру (19), заключенную между нагревателем (12) и закрывающей крышкой (13), и парораспределительную камеру (28), заключенную между нагревателем (12) и подошвой (11) и сообщенную с паровой камерой (19) парораспределительными каналами. Одной из целей изобретения является создание нагревательного узла для утюга, который позволяет повысить эффективность очистки паровой камеры, снижая риск закупоривания отверстий для выпуска пара при очистке. Еще одна цель изобретения состоит в создании нагревательного узла для утюга, позволяющего получить высокую скорость истечения воды, растворенных в ней частиц и возможного пара из паровой камеры, сводя к минимуму время очистки нагревательного узла. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Нагревательный узел для парового утюга, содержащий подошву (11), в которой выполнены отверстия (26) для выхода пара, нагреватель (12), верхнюю закрывающую крышку (13), имеющую вход (14) для воды, паровую камеру (19), заключенную между нагревателем (12) и закрывающей крышкой (13), и парораспределительную камеру (28), заключенную между нагревателем (12) и подошвой (11) и сообщенную с паровой камерой (19) парораспределительными каналами, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере один клапанный узел (20), избирательно приводимый в действие для открытия и закрытия по меньшей мере одного выпускного отверстия (17), выполненного в стенке (30) нагревателя (12), чтобы обеспечить непосредственный выпуск воды из паровой камеры (19) в парораспределительную камеру (28), и при этом в подошве (11) выполнены, в соответствии с упомянутым выпускным отверстием (17), отверстия (27) для воды, которые имеют размеры большие, чем отверстия (26) для выхода пара, чтобы обеспечить прямой выход воды из распределительной камеры (28) наружу.

2. Нагревательный узел по п. 1, отличающийся тем, что клапанный узел (20) содержит по меньшей мере один неподвижный корпус (25) клапана и корпус (21) затвора, подвижный относительно указанного корпуса (25) клапана и выпускного отверстия (17) и выполненный с возможностью открывать и закрывать последнее.

3. Нагревательный узел по п. 2, отличающийся тем, что корпус (21) затвора содержит шток (22), снабженный на его нижнем конце затворной частью (23), протяженность которой не меньше, чем у выпускного отверстия (17).

4. Нагревательный узел по п. 3, отличающийся тем, что стенка (30) содержит выполненное на ее нижней стороне гнездо (24), выполненное с возможностью размещения в нем затворной части (23) в закрытом положении клапанного узла (20).

5. Нагревательный узел по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что паровая камера (19) имеет продольную протяженность, при этом область (14А) входа воды расположена на одном конце, ниже входа (14) для воды, а упомянутое по меньшей мере одно выпускное отверстие (17) расположено вблизи противоположного конца.

6. Способ очистки нагревательного узла парового утюга, отличающийся тем, что обеспечивает

- введение воды в паровую камеру (19), предусмотренную в нагревателе (12), через вход (14) для воды, выполненный в закрывающей крышке (13),

- образование пара в паровой камере (19) при контакте воды с нагревателем (12) в области (14А) входа воды,

- приведение в действие клапанного узла (20), расположенного в нагревательном узле (10), чтобы открыть выпускное отверстие (17), выполненное в стенке (30) нагревателя (12), и напрямую слить воду вместе с паром и возможными твердыми остатками из паровой камеры (19) в парораспределительную камеру (28), расположенную между нагревателем (12) и подошвой (11), и

- выпуск воды из парораспределительной камеры (28) через специальные отверстия (27) для воды, выполненные в подошве (11) в соответствии с выпускным отверстием (17).

7. Способ очистки по п. 6, отличающийся тем, что при подаче воды в паровую камеру (19) утюг удерживают под наклоном, так чтобы выпускное отверстие (17) находилось на меньшей высоте, чем область (14А) входа воды, а введенная вода вместе с растворенными в ней частицами и, возможно, образовавшимся паром могла течь через выпускное отверстие (17), парораспределительную камеру (28) и отверстия (27) для воды под действием силы тяжести.

8. Способ очистки по любому из пп. 6 или 7, отличающийся тем, что приведение в действие клапанного узла (20) обеспечивает осевое перемещение штока (22) затворного узла (21) относительно неподвижного корпуса клапана (25) таким образом, чтобы переместить затворную часть (23) затворного узла (21) в направлении подошвы (11) и отодвинуть затворную часть (23) от выпускного отверстия (17), обеспечивая открытие последнего.

9. Способ очистки по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в конце операций по техническому обслуживанию и очистке переводят клапанный блок (20) в нерабочее положение и закрывают выпускное отверстие (17).